論文の概要: Rabi oscillations at three-photon laser excitation of a single rubidium Rydberg atom in an optical dipole trap
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.01703v1
- Date: Wed, 2 Oct 2024 16:14:20 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-11-04 15:53:34.148442
- Title: Rabi oscillations at three-photon laser excitation of a single rubidium Rydberg atom in an optical dipole trap
- Title（参考訳）: 光双極子トラップにおけるルビジウムRydberg原子の3光子レーザー励起におけるラビ振動
- Authors: I. I. Beterov, E. A. Yakshina, G. Suliman, P. I. Betleni, A. A. Prilutskaya, D. A. Skvortsova, T. R. Zagirov, D. B. Tretyakov, V. M. Entin, N. N. Bezuglov, I. I. Ryabtsev,
- Abstract要約: 我々は、地上とリュードベルク状態の間の3光子ラビ振動を初めて観測した。
ライドバーグ原子を用いた量子情報処理における3光子ラビ振動のコヒーレンス時間とコントラストを高める方法について論じる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: In an experiment on three-photon laser excitation $5S_{1/2} \to 5P_{3/2} \to 6S_{1/2} \to 37P_{3/2}$ of a single $^{87}$Rb Rydberg atom in an optical dipole trap, we have observed for the first time three-photon Rabi oscillations between the ground and the Rydberg states. The single atom was detected optically by measuring the signal of resonant fluorescence with a low-noise sCMOS video camera. Relative probability of the atom to remain in the trap after the action of three synchronized laser excitation pulses was measured for their durations varied in the range from 100 ns to 2 $\mu$s. A specific feature of the experiment was the usage of intense laser radiation at the wavelength of 1367 nm on the second excitation step, which provided the single-photon Rabi frequency up to 2 GHz to control the effective detunings of the intermediate levels of the three-photon transition due to ac Stark effect. We have detected Rabi oscillations with frequency from 1 to 5 MHz depending on the intensities of the laser pulses on the first and the second excitation steps with the coherence time of 0.7-0.8 $\mu$s. The ways to increase the coherence time and contrast of the three-photon Rabi oscillations for applications in quantum information processing with Rydberg atoms are discussed.
- Abstract（参考訳）: 3光子レーザー励起5S_{1/2} \to 5P_{3/2} \to 6S_{1/2} \to 37P_{3/2}$の光学双極子トラップにおける1つの$^{87}$Rb Rydberg原子の実験において、地上とリュードベルク状態の間の3光子ラビ振動が初めて観測された。
単一原子は低ノイズsCMOSビデオカメラを用いて共鳴蛍光の信号を測定することにより光学的に検出された。
3つのシンクロナイズドレーザー励起パルスの動作後にトラップ内に残留する原子の相対確率を100 nsから2$\mu$sの範囲で測定した。
この実験の特定の特徴は、第2の励起過程における1367nmの波長での強いレーザー放射の使用であり、これは、ac Stark効果による3光子遷移の中間レベルを効果的に調整するために、単一光子ラビ周波数を最大2GHzまで与えた。
我々は、第1および第2の励起ステップにおけるレーザーパルスの強度に依存する周波数1〜5MHzのRabi発振を0.7〜0.8$\mu$sのコヒーレンス時間で検出した。
ライドバーグ原子を用いた量子情報処理における3光子ラビ振動のコヒーレンス時間とコントラストを高める方法について論じる。
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